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随着工业的发展,因漏油事故增多而引起的水污染频繁发生,如何高效快速地处理这些被污染的水资源已经引起了全世界的广泛关注。近年来,新型超疏水材料被大量制备并应用于油水分离。制备超疏水材料需要表面同时具有粗糙的结构和低表面能,通常利用微纳米结构的构建来获得粗糙结构,进一步进行低表面能改性,最终制得超疏水材料。但是许多超疏水材料合成过程步骤繁琐、成本高,或使用到了对身体有害的试剂,容易造成二次污染,这些问题导致它们无法应用于实际的油水分离。因此,本论文合成了三种可满足实际应用、环保且低成本的新型超疏水油水分离材料,实现了油类高效快捷回收和材料的循环利用,主要开展工作如下:设计合成了具有三维分级微纳米结构的CuO微球负载的超疏水海绵材料并有效地用于油水分离。利用氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和硬脂酸(STA)作为粘合剂将微球粘合固定在三聚氰胺海绵骨架上,提高了表面粗糙度,同时,STA中的长烷基链导致了表面能的降低。制备出的超疏水CuO@APTES@STA材料的水接触角为154°。该材料不仅可以对油类进行静态直接吸附,还可以借助蠕动泵进行动态连续油水分离操作,对于六种油类和有机溶剂的饱和吸附容量高达自身重量的15-53倍,分离效率高达96.6%以上。此外,材料的循环性能良好,在循环使用10次后仍能够保持较稳定的吸附容量、分离效率和疏水性。设计合成了具有三维松针状分级微纳米结构的CoOOH负载的海绵材料,CoOOH纳米针沿各个方向进行发散生长并排列堆积在海绵骨架上,提高了材料的表面粗糙度,再使用硬脂酸(STA)进行修饰,降低了表面能,制得超疏水CoOOH@STA材料,水接触角为155°。材料既可以直接选择性静态吸附油水混合物中的油类,又可以借助装置进行动态连续油水分离,对于六种油类和有机溶剂的饱和吸附容量在20-50 g/g之间,分离效率高达96.2%以上。而且,材料在循环使用10次后仍能够保持较稳定的吸附容量、分离效率和疏水性,能够满足实际油水分离的需要。设计合成了具有三维海藻球型分级微纳米结构的超疏水改性β-FeOOH微球(FeOOH@SDS)负载的超疏水海绵和棉织物材料,用于高效油水分离。FeOOH@SDS微球通过β-FeOOH纳米棒在十二烷基磺酸钠(SDS)的作用下以有序的方式彼此堆叠自组装形成,提高了材料的表面粗糙度,同时降低其表面能,制得的超疏水海绵和棉织物材料水接触角分别为150°和168°。在油水分离应用中,材料既可以对油类进行静态直接吸附,又可以借助装置进行动态连续油水分离,饱和吸附容量在1.56-22.82 g/g之间,分离效率可达97.5%以上。此外,材料在循环使用10次之后仍能够保持较稳定的吸附容量、分离效率和疏水性,表明该材料循环性好,具有广阔的应用前景。